ПРОТОКОЛ № 04/21/ПЭМ заседания секции «ПРОБЛЕМ ЭВОЛЮЦИИ МАТЕРИИ» МОИП от 18 мая 2021 г.

ПРОТОКОЛ № 04/21/ПЭМ заседания секции «ПРОБЛЕМ ЭВОЛЮЦИИ МАТЕРИИ» МОИП от 18 мая 2021 г.

Опубликовано в категориях: Отчетность секции проблем эволюции материи Просмотров: 32

ПРИСУТСТВУЮТ:

д.ч. МОИП С.В. Багоцкий, Б.П. Берман, д.ч. МОИП С.Г. Геворкян, М.Е. Головин, д.ч. МОИП А.А. Иванов, О.В. Космачевская, Э.И. Насыбуллина, д.ч. МОИП М.В. Нефедова, д.ч. МОИП А.С. Стукалов, д.ч. МОИП И.Н. Ткаченко, д.ч. МОИП А.Ф. Топунов, д.ч. МОИП А.И. Харламов, Поч.ч. МОИП Е.Д. Яхнин.

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ: С.Г. Геворкян.

СЕКРЕТАРЬ: А.И. Харламов.

ПОВЕСТКА ДНЯ:

1. Доклад А.Ф. Топунова «Новейшие достижения молекулярной биологии».

Председательствующий С.Г. Геворкян открыл заседание и предоставил слово А.Ф. Топунову.

А.Ф. Топунов: Глубокоуважаемые коллеги! Я напомню вам основные события, приведшие к появлению молекулярной биологии.

В 1865 году И.Г. Мендель сформулировал основные законы передачи наследственных задатков из поколения в поколение. Эти законы были независимо переоткрыты в 1900 году тремя исследователями. Вскоре в науку вошло понятие «ген».

В 1869 году швейцарский химик И.Ф. Мишер открыл вещество, названное им «нуклеином». В дальнейшем это вещество получило название ДНК.

В 1882 году были открыты хромосомы. В 1903 году была высказана идея о том, что гены находятся в хромосомах. Вскоре Т.Х. Морган разработал хромосомную теорию наследственности.

Во второй половине 19 века сформировались представления о «ферментах», как специфических  катализаторах, ускоряющих определенные реакции. В 1920-х годах стало понятным, что основу ферментов составляют белковые молекулы.

В 1927 году Н.К. Кольцов высказал мысль о том, что гены представляют собой гигантские самокопирующиеся молекулы.

В 1944 году О. Эвери, К. Мак Леод и М. Мак-Карти показали, что ДНК (но не белок!)  передает наследуемые признаки от убитых бактерий к живым.

В том же 1944 году появилась книга выдающегося физика Э. Шредингера «Что такое Жизнь?», оказавшая большое влияние на многих физиков, заинтересовавшихся проблемами биологии.

В 1951 году Э. Чаргафф показал, что количество молей аденина в образце ДНК равно количеству молей тимина, а количество молей гуанина равно количеству молей цитозина. Но соотношение количеств молей аденина к количеству молей гуанина варьирует от вида к виду.

28 февраля 1953 года Д. Уотсон и Ф.Крик придумали двухцепочечную модель молекулы ДНК, что и считается рождением молекулярной биологии. 

В 1958 году Ф. Крик сформулировал «центральную догму» молекулярной биологии: информация переносится с ДНК на РНК и с РНК на белок. Обратный перенос информации невозможен.

В начале 1960-х годов был расшифрован генетический код.

Новый этап в развитии молекулярной биологии начался в начале 1970-х годов. В 1970 году была открыта обратная транскриптаза, обеспечивающая синтез ДНК на РНК. Оказалось, что обратный перенос информации от ДНК на РНК возможен, что позволяет РНК-содержащим вирусам встраиваться в геном клетки-хозяина.

С.В. Багоцкий: Обратная транскриптаза имеется только у вирусов или не толко?

А.Ф. Топунов: По-видимому, не только.

В 1977 году были открыты интроны у эукариот. В 1983 году были открыты рибозимы — ферменты, состоящие только из РНК. В 1993 годц было показано, что пептидная связь при синтезе белка на рибосоме может образовываться без участия рибосомных белков.

В 1980-х годах были разработаны новые методы работы с ДНК, позволяющие быстро накапливать большое число копий небольших участков ДНК и быстро определять их первичную структуру. Это открыло возможности для расшифровки первичных структур ДНК. В 1985 году начал обсуждаться международный проект «геном человека», предполагающий расшифровку первичной структуры ДНК. Этот проект реализовался в  1990-х годах, затраты на его реализацию составили около 2.5 млрд. долларов, что сопоставимо с расходами на космическую программу.

В 2006 году началась работа над проектом «Джим» - расшифровкой генома Нобелевского лауреата Джемса Уотсона. Благодаря совершенствованию технологии этот проект обошелся в 2 млн. долларов. Дальнейшее совершенствование технологий позволяет надеяться, что уже в ближайшем будущем расшифрока первичной структуры ДНК конкретного человека будет стоить всего 1000 долларов.

Первоначально приоритет в расшифровке первичных структур отдельных генов защищался патентами. В 2013 году Верховный суд США принял постановление об отмене патентования расшифрованных первичных струкур.

Лишь про 1.5% генов мы сегодня можем сказать, за что они отвечают. В настоящее время реализуется проект «ENCODE», ставящий своей целью выяснить, какая часть генома реально функциональна.

Разработаны методы переноса генов из одних организмов в другие. Эти методы лежат в основе генетической инженерии и позволяют создавать новые биотехнологии.

А.А. Иванов: Что известно об эпигеномных процессах?

А.Ф. Топунов: Их активно изучают. Наибольший интерес вызывают процессы метилирования и деметилирования ДНК, которые6 могут сохраняться в течении нескольких поколений.

С.В. Багоцкий: Гены метилируются избирательно или нет?

А.Ф. Топунов: Это не вполне ясно.

А.И. Харламов: Что управляет работой генома?

А.Ф. Топунов: Сам же геном. Одни гены управляют работой других.

А.А. Иванов: Когда заканчивается дробление зародыша, ДНК разных клеток по разному метилируется. Это приводит к специализации клеток. 

В разных участках зародыша ДНК различается по изотопному составу. Этот состав может влиять на метилирование.

И.Н. Ткаченко: А если изотопный состав одинаковый?

А.А. Иванов: Зародыш вырастет, но его потомство будет бесплодным.

С.В. Багоцкий: Что стоит за генетическим кодом? Структурное соответствие аминокислоты и тринуклеотида? Какие-то свойства аминокислот?

А.Ф. Топунов: Вопрос окончательно не решен. Сущеествуют разные гипотезы. Предполагается, в частности, что когда-то существовало несколько вариантов генетического кода, но остался только один.

С.В. Багоцкий: Что известно о накоплении химических нарушений в белках в процессе их функционирования?

А.Ф. Топунов: Есть довольно много интересных работ. Известно, в частности, что разные белки «стареют» с разной скоростью.

С.В. Багоцкий: Делались ли попытки построить филогенетическое древо ферментов по их первичным структурам? Можно ли использовать данные по первичным структурам белков для реконструкции эволюции биохимических процессов?

А.Ф. Топунов: В ряде случаев эволюционнные связи между разными белками установлены, но целостной системы, охватывающей большое число белков, построить не удается. Базы данных первичных структур большого числа белков дают возможность делать обоснованные заключения о некоторых этапах биохимической эволюции, но общая картина картина пока не вырисовывается.

Председательствующий С.Г. Геворкян поблагодарил докладчика и всех присутствующих за интересное обсуждение и объявил заседание закрытым.

И.о. председателя секции

Проблем эволюции материи МОИП                                    Б.Г. Режабек

Ученый секретарь секции                                             А.К. Погорелов

Яндекс.Метрика